摘要  文章介绍了测量用与保护用电流互感器用途、工作条件、混用会出现的问题等等。并通过探讨一个实际案例来说明互相混用会出现的后果。

1. 引言：

电流互感器是把大电流变为小电流的电气设备，电力系统用电流互感器是发电厂、变电所等供电、输变电系统中不可缺少的一种电气设备。电流互感器按用途可分为测量用和保护用等。测量用电流互感器在线路正常时，用来测量线路中的电流、功率和电量等，它主要与测量仪表配合使用；保护用电流互感器为当线路或电力系统发生故障时，向继电装置提供电流信号以切断故障线路或故障设备，并保护系统中的设备以及使故障不进一步扩大，保护用电流互感器主要与继电装置配合使用。测量用与保护用电流互感器的使用目的不同、使用时限不同，使得要求不同。

保护用电流互感器在额定负荷下能够满足准确级 5P 或 l 0P要求的最大一次电流值叫做额定准确限值一次电流。

由此可见，所谓准确限值系数就是说明电流剧增至少多倍额定电流后，互感器误差已经达到 5% 或 10% ，再增加一次电流，误差更大，二次电流就不再按比例增大，甚至不增大了。

2 各用途类型电流互感器介绍

3.1 测量用电流互感器

测量用电流互感器的用途，主要有以下两方面 :

(1) 用来测量高压线路上的电流和功率，起绝缘隔离的作用，以保证工作人员和仪表的安全。

(2) 用来测量高压或低压线路上的大电流和大功率，使用统一的 5A 的二次线路和仪表。

因此，对于测量用电流互感器主要有三个要求：

第一，绝缘必须可靠，以保证安全；

第二，必须有一定的测量准确度；

第三，仪表保安系数 FS 较小。（当系统发生故障，故障电流即很大电流通过电流互感器时，仪表保安系数愈小，说明互感器铁芯愈饱和，二次电流不会按比例上升，互感器二次所接的仪表愈安全。）

这种类型的互感器的铁心一般是按照正常运行条件下设计的，铁心截面小，饱和倍数低。

3.2 保护用电流互感器

保护用电流互感器的工作条件与测量用电流互感器完全不同。测量用电流互感器是在线路正常供电时，用来测量线路上的电流和功率，而保护用电流互感器只是在线路发生故障时，比正常供电电流大几倍甚至几十倍电流下，才开始有效的工作。因此，对保护用的电流互感器，主要有下列三个要求 :

(1) 绝缘必须可靠，以保证安全；

(2) 必须有足够大的准确限值系数；

(3) 必须有足够的热稳定性和动稳定性。

保护用互感器准确级的标称是以额定准确限值一次电流下所规定的最大允许复合误差百分数来标称，百分数后标以字母“ P”( protection表示保护 )

例如：对 5P30 级来说，其意义是：该互感器是用做保护的；在额定频率、额定负荷、稳态情况下，当一次电流剧增至 30 倍额定一次电流时，其复合误差不大于5%。

这种互感器要求铁心截面较大，在稳态条件下设计。而且在发生系统短路情况下，在稳态过程中铁心不饱和，故而一般采用饱和倍数较高的磁性材料来制造。在某些条件下它也具有暂态性能的能力。

再者，保护用电流互感器是在线路发生过负荷或短路故障时引起的，这时线路上瞬时通过电流互感器的电流往往比额定电流大很多倍，这样的电流一方面产生热量，一方面产生电动力，因此电流互感器必须能承受这样的热量和电动力，而不会被它们所破坏。故保护用电流互感器还要具备相应的热稳定和动稳定性。

3 两类型电流互感器工作条件及混用产生的问题

4.1 测量用电流互感器工作条件

测量用电流互感器是用来测量高压线路上的电流和功率以及计量所送的电能的多少，所以，测量用电流互感器在正常工作时，实际工作电流一般不会大于额定电流太多，一般不会长时间大于额定电流的 120% ，误差平稳；当发生故障时，测量用电流互感器因为具有保安特性，互感器铁芯迅速饱和，二次电流不会随一次电流的增大而增大。

4.2 保护用电流互感器工作条件

当电力系统中发生故障时，保护用电流互感器因为具有准确限值系数，铁芯不容易饱和。保护用电流互感器输出大于几倍的额定电流，使继电保护装置动作，切断故障的线路，所以保护用电流互感器是在故障时才工作。

4.3 两类型互感器混用产生的问题

当电流互感器保护用与测量用接反时，将对测量与保护接错产生下列后果：

1、对测量产生的影响：

因测量接入保护绕组上，一方面，测量等级降低了，达不到测量要求；特别是电能计量，因电流互感器等级降低，导致整套计量装置的等级降低，影响电能计量；另一方面，因电流互感器保护用电流要达到几倍的额定电流才能饱和，当一次设备发生短路故障时，导致测量用指示仪表的指针变形，如是电子测量装置，瞬时冲击电流可能对电子元件产生破坏作用。

2 、对保护产生的影响：

因保护接入测量绕组，当一次设备发生短路故障时，一方面因测量用电流互感器接入保护装置，测量用电流互感器具有保安特性，当线路发生短路故障时，测量绕组铁必迅速饱和，二次电流达不到继电保护装置所要求的动作电流而拒动，在电力系统中，保护拒动是时有发生的，不排除有这方面的原因；另一方面，因测量用电流互感器不具有热稳定和动稳定，可能对测量绕组产生破坏。

5 实际案例分析

500kV海沧变电所是国内第一座同时在500kV、220kV配电装置中采用复合电器HGIS设备的变电站，其中220kV系统采用双母线接线且间隔开关均配置双侧CT。该220kV系统于2006年11月23日投产送电，在送电过程中调试人员测量相量时发现220kVⅠ-Ⅱ母母联25M开关B相CT极性与其他两相不一致。为了彻底解决此问题，11月29日将25M开关转冷备用，后经厂家现场确认此组CT在安装过程中B相一次部分接反，该局当即组织相关人员进行分析并与厂方技术人员进行核对，经过查找厂家的CT一次施工安装图，发现25M开关B相CT施工安装图标示错误，导致B相一次部分接反。按现在的接线方式，接入220kV母差保护用的B相CT组别是0.2级的测量CT组别，而测量用的CT组别却是5P20组别，且极性接反。（见图示）

在这种情况下，当母联投入运行时，会造成25M开关电流测量不精确；更严重的是当母线发生区外故障，尤其是金属性接地故障时，由于接入母差保护的0.2级CT绕组因为具有保安特性，互感器铁芯迅速饱和，二次电流不会随一次电流的增大而增大，从而使该绕组接进母线小差的电流参量在区外金属性接地故障时变化不大，而这将会造成接入母线小差差流增大，从而母差小差保护误动（大差不取母联CT），后果十分严重。

经过相关部门探讨研究，最终决定进行二次接线调整。由于海沧变220kV母差保护（深圳南瑞BP-2B）采用的是微机型保护，原理上不存在由于CT组别选取造成的保护死区，故单纯的进行二次线调整应该是可行的。这样调整的缺点是二次设计变得不一致（B相接线与A、C相不一致），会给今后的运行维护带来一定困难，但是省时省力，只需调整二次接线，也无需进行除25M开关外的其他一次设备停役操作。12月7日，经过我省中调继保处和设计院的确认，220kVⅠ-Ⅱ母母联25M开关的CT二次线进行了相关调整后恢复了正常运行。同年，我省另一变电所500kV东台变正在进行基建施工，该变电所220千伏配电装置采用的是与海沧变相同厂家的HGIS设备，在发现海沧变母联CT一次接反后，相关人员立即组织厂家对东台变电所的220kV母联开关CT进行检查，发现也存在同样问题，由于发现及时，立即整改，没有对4个月后的全所启动送电造成影响。